研究目的
为有机电子设备开发具有低电阻、高透明度和光滑表面的柔性透明电极,并展示其在有机光伏器件中的应用。
研究成果
该研究成功利用含PSSNa的水加工银纳米线悬浮液制备出高性能柔性透明电极。这些电极展现出优异的光电性能、薄膜均匀性、平整度及柔韧性?;诟玫缂票傅挠谢夥骷阅芸捎肷逃酶招缘缂骷噫敲?,其中柔性单结器件和叠层器件分别实现了13.1%和16.5%的功率转换效率。该策略还可应用于其他柔性有机电子器件及导电填料材料。
研究不足
该研究承认了基于银纳米线(AgNW)的柔性透明电极在导电性与透光率之间的权衡,以及由于成膜过程中的剪切力和表面张力导致难以实现完美网格状图案的挑战。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用以聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)为聚电解质的水分散银纳米线(AgNWs)均匀悬浮液制备柔性透明电极(FlexAgNEs),其原理基于银纳米线间的离子静电排斥作用。
2:样本选择与数据来源:
使用平均长度约25微米、直径约25纳米的银纳米线,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上制备电极。
3:实验设备与材料清单:
设备包括旋涂仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)及分光光度计;材料包含银纳米线、PSSNa以及有机光伏器件用的多种给体与受体材料。
4:实验步骤与操作流程:
先对PET基底进行紫外臭氧处理,再旋涂银纳米线悬浮液制备FlexAgNEs,随后用于构建不同给受体组合的有机光伏器件。
5:数据分析方法:
通过方阻测量、透射光谱及电流密度-电压(J-V)曲线评估FlexAgNEs和光伏器件的性能。
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poly(sodium 4-styrenesulfonate)
weight-averaged molecular mass of 70,000, powder
Sigma-Aldrich
Used as a polyelectrolyte to achieve ionic electrostatic charge repulsion among silver nanowires.
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scanning electron microscope
ZEISSMERLIN Compact
ZEISS
Used to measure the surface and cross-section morphologies of AgNW films.
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transmission electron microscope
JEOL JEM-2800
JEOL
Used to investigate the elemental mapping and composition of AgNW films.
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atomic force microscope
Bruker MultiMode 8
Bruker
Used to measure the roughness of AgNW films.
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silver nanowires
average length of ~25 μm and diameter of ~25 nm
Zhejiang Kechuang Advanced Materials
Used as the conductive material in flexible transparent electrodes.
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solar simulator
Enli SS-F5-3A
Enli Technology
Used to simulate AM1.5G illumination at 100 mW cm?2 irradiation for device characterization.
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